JP6960074B2 - Automatic compaction device - Google Patents
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Description
本発明は、打設後のコンクリートに振動を加えて締め固める自動締固め装置に関する。 The present invention relates to an automatic compaction device for compacting concrete after casting by applying vibration.
コンクリート構造物の構築においては、型枠内に打設された直後のコンクリートにバイブレータを挿入し振動を加えることでコンクリートを締固めが行われている。 In the construction of a concrete structure, the concrete is compacted by inserting a vibrator into the concrete immediately after being placed in the formwork and applying vibration.
しかし、コンクリートは、打設から1時間程度の時間が経過するとブリージングが発生し、これを放置するとコンクリート表面の劣化、沈下及びひび割れの原因となる。 However, when concrete is placed for about one hour, breathing occurs, and if it is left unattended, it causes deterioration, subsidence, and cracking of the concrete surface.
そこで、従来では、コンクリートの打設から一定時間が経過した適切な時期にコンクリートに再度振動を加えることによって、コンクリートを再び流動化させ、コンクリート中にできた空隙を埋めるとともに余剰水の減少を図り、コンクリートの品質向上が図られている。 Therefore, conventionally, by re-vibrating the concrete at an appropriate time after a certain period of time has passed since the concrete was placed, the concrete is fluidized again to fill the voids formed in the concrete and reduce excess water. , The quality of concrete is being improved.
このようなコンクリートの再締固めは、フレキシブルタイプの棒状振動器をコンクリートに挿入し振動を加える方法や型枠の外側にバイブレータを設置し、型枠を介してコンクリートに振動を与える方法(例えば、特許文献1を参照)等が知られている。 Such recompacting of concrete is performed by inserting a flexible type rod-shaped vibrator into the concrete to apply vibration, or by installing a vibrator on the outside of the formwork and applying vibration to the concrete through the formwork (for example,). (Refer to Patent Document 1) and the like are known.
また、コンクリートの締固めにおいては、型枠に振動センサを設置し、バイブレータによる加振状態やコンクリートの打設状態を検知できるようにしたものも知られている(特許文献1を参照)。 Further, in the compaction of concrete, it is also known that a vibration sensor is installed in the formwork so that the vibration state by the vibrator and the concrete placing state can be detected (see Patent Document 1).
しかしながら、上述の如き従来のフレキシブルタイプのバイブレータを使用する再締固めでは、既に締固められているコンクリートにバイブレータを挿入することが困難な場合があった。 However, in the re-compacting using the conventional flexible type vibrator as described above, it may be difficult to insert the vibrator into the concrete that has already been compacted.
また、従来では、バイブレータを挿入するタイミングやバイブレータの挿入ピッチを作業員の判断に依存していたため、再度振動を加える適切なタイミングを把握することが難しく、ピッチが大きく十分に締固めがされていない個所が生じる所謂かけ忘れが生じるという問題があった。 Further, in the past, since the timing of inserting the vibrator and the insertion pitch of the vibrator depended on the judgment of the worker, it was difficult to grasp the appropriate timing to apply the vibration again, and the pitch was large and sufficiently compacted. There was a problem that so-called forgetting to make a call occurs.
一方、型枠の外面より振動を加える方式では、型枠を介して振動を加えるため、振動エネルギーが不足し、十分な締固め効果が得にくいという問題があった。 On the other hand, in the method of applying vibration from the outer surface of the mold, since vibration is applied through the mold, there is a problem that vibration energy is insufficient and it is difficult to obtain a sufficient compaction effect.
さらに、従来の締固めにおいては、振動センサを型枠に設置し、振動センサによって加振状態や締固め状態を把握するため、打設範囲が広い場合、振動センサの設置個数が増加し、その分、費用が増大するという問題があった。 Further, in the conventional compaction, the vibration sensor is installed in the formwork, and the vibration sensor grasps the vibration state and the compaction state. Therefore, when the casting range is wide, the number of installed vibration sensors increases. There was a problem that the cost increased by the amount.
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、再締固めを効率よく行うことができる自動締固め装置の提供を目的としてなされたものである。 Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention has been made for the purpose of providing an automatic compaction device capable of efficiently performing recompacting.
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、型枠内に挿入され、打設されたコンクリートを振動させる振動体を備えている自動締固め装置において、前記型枠の側壁上に設置される軌道と、該軌道上を移動するフレームと、該フレームの型枠内側に昇降可能に支持された前記振動体を有する振動ロッドと、前記フレームの型枠外側に昇降可能に支持された計測ロッドと、前記フレームを移動させる移動制御手段と、前記振動ロッド及び計測ロッドを動作させるロッド制御手段とを備え、前記計測ロッドは、前記型枠の振動を計測する振動センサと、該振動センサを水平方向に移動させる伸縮装置とを備え、該振動センサが伸縮装置の伸長によって前記型枠の側壁外面に接触するようにしたことにある。
The feature of the invention according to
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記移動制御手段は、前記振動センサによる計測結果に基づいて前記振動ロッドの挿入ピッチを変更するようにしたことにある。
The feature of the invention according to
請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1又は2の構成に加え、前記フレームの型枠内側にコンクリート表面に露出したブリージング水を検知するブリージング検出手段を備えたことにある。
A feature of the invention according to
請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1〜3の何れか一の構成に加え、前記振動センサは、前記型枠の側壁に離脱可能に付着する付着手段を備えていることにある。
The feature of the invention according to claim 4 is that, in addition to the configuration of any one of
請求項5に記載の発明の特徴は、請求項1〜4の何れか一の構成に加え、前記型枠の付属物を検知する障害物センサを備え、前記移動制御手段及び前記ロッド制御手段は、前記障害物センサからの信号に基づき、前記フレーム、前記振動ロッド及び計測ロッドが前記付属物を回避するように制御することにある。
The feature of the invention according to
本発明に係る自動締固め装置は、請求項1の構成を具備することによって、振動センサの情報に基づいて最適な締固め時間を制御することができるとともに、振動センサが振動体とともに移動するので、複数の振動センサが不要となり、コストの低減を図ることができる。
By providing the configuration of
また、本発明において、請求項2の構成を具備することによって、振動の状態に応じて最適なピッチでコンクリートに振動を与えることができ、所謂振動のかけ忘れが防止できる。
Further, in the present invention, by providing the configuration of
さらに、本発明において、請求項3の構成を具備することによって、最適なタイミングで再締固めを開始することができる。
Further, in the present invention, by providing the configuration of
さらにまた、本発明において、請求項4の構成を具備することによって、振動センサが型枠に安定して固定され、好適に振動を検知することができる。 Furthermore, in the present invention, by providing the configuration of claim 4, the vibration sensor is stably fixed to the mold, and vibration can be suitably detected.
また、本発明において、請求項5の構成を具備することによって、移動時に振動ロッド及び計測ロッドの型枠やその付属物との干渉を自動的に回避することができ、自動制御が可能となる。
Further, in the present invention, by providing the configuration of
次に、本発明に係る自動締固め装置の実施態様を図1〜図5に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号1は型枠、符号2は自動締固め装置である。
Next, an embodiment of the automatic compaction device according to the present invention will be described based on the examples shown in FIGS. 1 to 5. In the figure,
自動締固め装置2は、図1、図2に示すように、型枠1の側壁に設置される軌道3と、軌道3上を移動するフレーム4と、フレーム4の型枠1内側に昇降可能に支持された一対の振動ロッド5,5と、フレーム4の型枠1外側に昇降可能に支持された計測ロッド6と、フレーム4を移動させる移動制御手段7と、振動ロッド5,5及び計測ロッド6を制御するロッド制御手段8,9とを備え、型枠1の側壁に沿って移動しつつ型枠1内に振動ロッド5,5を挿入できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
型枠1は、メタルフォーム等の型枠部材10,10…からなる側壁を備え、側壁がセパレータ11によって支持され安定している。
The
軌道3は、型枠1の側壁上に間隔を置いて固定された複数の支柱12,12…と、支柱12,12…に支持された軌道本体13とを備え、型枠1の側壁上面より一定の高さにおいてフレーム4が移動できるようになっている。
The
また、軌道本体13の下面には、その長手方向に沿ってラック13aが備えられ、後述する移動制御手段7によってフレーム4が軌道本体13に沿って移動するようになっている。
Further, a
フレーム4は、軌道本体13に沿って移動する複数の移動体14,14を備え、移動制御手段7によって軌道3上を移動するようになっている。
The frame 4 includes a plurality of
移動体14,14は、軌道3上を回転する上輪14a、14aと、軌道3下面に接触した下輪14b、14bとを備え、上輪14aと下輪14bとで軌道本体13を把持しつつ移動するようになっている。
The moving
このフレーム4は、矩形棚状に形成され、振動ロッド5,5、計測ロッド6、移動制御手段7、ロッド制御手段8,9及び制御装置19が適宜設置されている。
The frame 4 is formed in a rectangular shelf shape, and
移動制御手段7は、特に限定されないが、例えば、軌道本体13のラック13aと噛合うピニオン15aと、軌道本体13の上面側に配置されたローラー15bと、ピニオン15aを回転させる駆動機16とを備え、ピニオン15aとローラー15bとで軌道本体13を把持し、フレーム4がラックアンドピニオン方式によって移動距離を精密に制御しつつ自走できるようになっている。
The movement control means 7 is not particularly limited, but for example, a
また、フレーム4には、その型枠1内側にコンクリート表面に発現したブリージング水を検知するブリージング検出手段17を備え、ブリージング水の発現を検知し、適切なタイミングで再締固め作業を開始できるようになっている。
Further, the frame 4 is provided with a breathing detecting means 17 for detecting the breathing water expressed on the concrete surface inside the
尚、ブリージング検出手段17は、例えば、超音波によって水位を計測する超音波センサと、レーザーによってコンクリート上面の高さを計測するレーザー式位置センサとを備え、水位とコンクリート上面高さとの差によってブリージング水の発現を検知するようになっている。 The breathing detecting means 17 includes, for example, an ultrasonic sensor that measures the water level by ultrasonic waves and a laser-type position sensor that measures the height of the concrete upper surface by a laser, and breathes by the difference between the water level and the concrete upper surface height. It is designed to detect the expression of water.
各振動ロッド5,5は、フレーム4端部の型枠1内側に固定されたガイドレール5aと、ガイドレール5aに上下移動可能に支持された可動ロッド5bと、可動ロッド5bの下端に固定された振動体5cとを備え、可動ロッド5bがロッド制御手段8によって上下移動するようになっている。
Each of the vibrating
可動ロッド5bは、一定の剛性を有する棒材によって構成され、その表面にロッド制御手段8を構成するラックが形成されている。尚、可動ロッド5bの長さは、最上部まで上昇させた際、下端に固定された振動体5cが型枠1の上面より上に位置するように設定されている。
The
振動体5cは、高周波バイブレータによって構成され、フレーム4に設置された高周波インバータ18によって振動するようになっている。
The vibrating
ロッド制御手段8は、フレーム4に設置された昇降用モータ8aを備え、昇降用モータ8aによって、ピニオン8bを回転させラックアンドピニオン方式によって可動ロッド5bを上下移動させるようになっている。
The rod control means 8 includes an elevating motor 8a installed on the frame 4, and the elevating motor 8a rotates the pinion 8b to move the
また、昇降用モータ8aは、制御装置19によって制御され、可動ロッド5bを所定の位置に上下移動させることができるようになっている。
Further, the elevating motor 8a is controlled by the
計測ロッド6は、フレーム4の型枠1外側に支持されたガイドレール6aと、ガイドレール6aに移動可能に支持された可動ロッド6bと、可動ロッド6bの下端に支持された伸縮装置20と、伸縮装置20によって水平方向に移動する振動センサ21とを備え、ロッド制御手段9によって可動ロッド6bが上下移動するとともに伸縮装置20によって振動センサ21が水平方向移動するようになっている。
The measuring
可動ロッド6bは、棒材によって構成され、その表面にロッド制御手段9を構成するラックが形成されている。
The
可動ロッド6bの長さは、最上部まで上昇させた際、下端に固定された伸縮装置20及び振動センサ20が型枠1の上面より上に位置するように設定されている。
The length of the
ロッド制御手段9は、フレーム4に設置された昇降用モータ9aを備え、昇降用モータ9aによって、ピニオン9bを回転させラックアンドピニオン方式によって可動ロッド6bを上下移動させるようになっている。
The rod control means 9 includes an elevating motor 9a installed on the frame 4, and the elevating motor 9a rotates the pinion 9b to move the
伸縮装置20は、油圧ホイッスル等のアクチュエータによって構成され、可動ロッド6bの下端に固定された本体部20aと、本体部20aによって水平方向に移動する水平ロッド20bとを備え、水平ロッド20bの先端に振動センサ21が固定されている。
The
振動センサ21は、加速度計によって構成され、伸縮装置20の伸長によって型枠1の側壁外面に接触し、型枠1を介して振動ロッド5,5の振動(加速度)を計測し、随時、制御装置19に出力するようになっている。
The
振動センサ21は、フレーム4に支持され、振動ロッド5とともに移動し、図3に示すように、振動ロッド5との距離Dが常に一定であるので、安定して振動ロッド5の振動を計測できるようになっている。
The
また、振動センサ21は、伸縮装置20の収縮によって型枠1より離脱し、フレーム4の移動時にメタルフォーム等の型枠部材10,10…と干渉しない位置に退避できるようになっている。
Further, the
尚、振動センサ21は、型枠1の側壁に離脱可能に付着する付着手段(図示せず)を備え、計測時には安定して型枠1に固着されるようになっている。
The
付着手段は、例えば、電磁石によって構成され、電源供給によって適宜型枠1に対し着脱できるようになっている。
The attaching means is composed of, for example, an electromagnet, and can be appropriately attached to and detached from the
制御装置19は、高周波インバータ18、移動制御手段7及びロッド制御手段8,9を制御するシーケンス制御機器と、シーケンス制御機器と遠隔地とを無線通信で繋ぐ通信機器と、各部に電源を供給する電源とを備え、シーケンス制御機器、通信機器及び電源が制御ボックスに収容されている。
The
また、制御装置19は、フレーム4の所定に位置にセパレータ11,11や型枠1背面に配置された単管22、メタルフォーム10のリブ10a等の型枠1及びその付属物を検知する障害物センサを備え、障害物センサからの信号に基づき、振動ロッド5,5及び計測ロッド6が付属物を回避するように移動制御手段7及びロッド制御手段8,9を自動で制御するようになっている。
Further, the
シーケンス制御機器は、振動センサ21及び障害物センサからの信号に基づく自動制御に替えて、通信機器を介して遠隔操作に切り替えることができるようになっている。
The sequence control device can be switched to remote control via a communication device instead of automatic control based on signals from the
次に、上述した自動締固め装置2を使用したコンクリートの締固め方法について説明する。尚、図中符号Aは、型枠1内に打設されたコンクリートであって、コンクリートAは打設後に一度締固められた状態にあり、自動締固め装置2によって再締固めを行う。
Next, a method of compacting concrete using the above-mentioned
自動締固め装置2は、制御装置19が移動制御手段7を動作させ、フレーム4を所定の初期位置に移動させ、待機させる。
In the
制御装置19は、振動ロッド5,5及び計測ロッド6の可動ロッド5bを最上部まで上昇させ、且つ、伸縮装置20を型枠1より離脱した位置に移動させ、移動の際に振動ロッド5,5及び計測ロッド6が型枠1と干渉しないようにしている。
The
また、制御装置19は、障害物センサの信号に基づき、移動後の位置において振動ロッド5,5及び計測ロッド6がセパレータ等の障害物と干渉しないように移動させるようになっている。
Further, the
次に、制御装置19は、待機中にブリージング検知手段がブリージング水の発現を検知すると、初期位置において振動ロッド5,5を下降させ、打設されたコンクリートAの所定の深さまで振動ロッド5,5を挿入するとともに、計測ロッド6を下降させるとともに伸縮装置20を動作させ、振動センサ21を型枠1の背面に付着手段によって付着させる。
Next, when the breathing detecting means detects the occurrence of breathing water during standby, the
その際、コンクリートAは締固められた状態にあるが、振動体5cは、一定の剛性を有する可動ロッド5bに支持されているので、ラックアンドピニオン方式により好適に押し込まれる。
At that time, the concrete A is in a compacted state, but since the vibrating
そして、制御装置19は、高周波インバータ18を動作させ振動体5cを高周波で振動させ、コンクリートAに振動を与える。
Then, the
その際、振動体5cの振動は、コンクリートA及び型枠1を介して振動センサ21で計測され、その計測情報が随時制御装置19に出力され、制御装置19は、振動センサ21による加速度の積算値又は振動時間が所定の値に到達したら、高周波インバータ18を停止させるとともに、可動ロッド5bを上昇させ振動ロッド5,5を初期状態に復帰させる。
At that time, the vibration of the vibrating
また、制御装置19は、振動ロッド5,5を初期状態に復帰させる動作と同期させ、伸縮装置20を動作させ、振動センサ21を型枠1より離脱させるとともに、可動ロッド6bを上昇させ、計測ロッド6を初期状態に復帰させる。
Further, the
次に、制御装置19は、所定の挿入ピッチに合わせて移動制御手段7を動作させる(移動工程)。
Next, the
制御装置19には、複数のピッチ(例えば、振動ロッド5,5の間隔を1200mmとした場合、図4(a)に示す振動ロッド5,5の挿入位置間隔が400mmとなる標準ピッチと、図4(b)に示す200mmとなる狭いピッチ)が予め設定されており、制御装置19は、振動センサ21による計測結果、即ち、一定の時間内に加速度が所定の積算値に到達しているか否かによって、締固め状態を判断し、その結果に基づいて振動ロッド5,5の挿入ピッチを上記複数のピッチより適宜選択して変更し、変更後の挿入ピッチとなる走行パターンでフレーム4を移動させる。
The
そして、制御装置19は、移動後の位置で振動ロッド5,5を下降させ、打設されたコンクリートの所定の深さまで振動ロッド5,5を挿入するとともに、計測ロッド6を下降させるとともに伸縮装置20を動作させ、振動センサ21を型枠1の背面に付着手段によって付着させ、上記と同様に振動ロッド5,5によってコンクリートに振動を与える(加振工程)。
Then, the
そして、制御装置19は、移動工程と加振工程とを繰り返し、型枠1内のコンクリートに再度振動を与え、締め固める。
Then, the
このように構成された自動締固め装置2は、振動センサ21の情報に基づいて最適な締固め時間を制御することができるとともに、振動センサ21が振動体5cとともに移動するので、複数の振動センサ21が不要となり、コストの低減を図ることができる。
The
また、振動センサ21の情報に基づき、最適なピッチでコンクリートに振動を加えることができ、締固めの効果が及ばない個所をなくし、所謂かけ忘れを防止することができる。
Further, based on the information of the
さらに、この自動締固め装置2は、ブリージング検知手段を備えたことによって、最適なタイミングで再締固めを開始することができる。
Further, the
尚、上述の実施例では、一対の振動ロッド5,5を備えた場合について説明したが、振動ロッド5,5の数は、1本でもよく、3本以上であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the pair of vibrating
また、上述の実施例では、自動締固め装置1を再締固めに使用した例を説明したが、これに限定されず、コンクリート打設直後において使用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
1 型枠
2 自動締固め装置
3 軌道
4 フレーム
5 振動ロッド
6 計測ロッド
7 移動制御手段
8 ロッド制御手段
9 ロッド制御手段
10 型枠部材(メタルフォーム)
11 セパレータ
12 支柱
13 軌道本体
13a ラック
14 移動体
15a ピニオン
15b ローラー
16 駆動機
17 ブリージング検出手段
18 高周波インバータ
19 制御装置
20 伸縮装置
21 振動センサ
22 単管
1
11
Claims (5)
前記型枠の側壁上に設置される軌道と、該軌道上を移動するフレームと、該フレームの型枠内側に昇降可能に支持された前記振動体を有する振動ロッドと、前記フレームの型枠外側に昇降可能に支持された計測ロッドと、前記フレームを移動させる移動制御手段と、前記振動ロッド及び計測ロッドを動作させるロッド制御手段とを備え、
前記計測ロッドは、前記型枠の振動を計測する振動センサと、該振動センサを水平方向に移動させる伸縮装置とを備え、
該振動センサが伸縮装置の伸長によって前記型枠の側壁外面に接触するようにしたことを特徴とする自動締固め装置。 In an automatic compaction device equipped with a vibrating body that is inserted into the formwork and vibrates the placed concrete.
An orbit installed on the side wall of the formwork, a frame moving on the orbit, a vibrating rod having the vibrating body supported up and down inside the formwork of the frame, and the outside of the formwork of the frame. It is provided with a measuring rod supported so as to be able to move up and down, a movement control means for moving the frame, and a rod control means for operating the vibration rod and the measuring rod.
The measuring rod includes a vibration sensor that measures the vibration of the mold and a telescopic device that moves the vibration sensor in the horizontal direction.
An automatic compaction device characterized in that the vibration sensor is brought into contact with the outer surface of the side wall of the mold by extending the telescopic device.
前記移動制御手段及び前記ロッド制御手段は、前記障害物センサからの信号に基づき、前記フレーム、前記振動ロッド及び計測ロッドが前記付属物を回避するように制御する請求項1〜4の何れか一に記載の自動締固め装置。 Equipped with an obstacle sensor that detects the attachments of the formwork
Any one of claims 1 to 4, wherein the movement control means and the rod control means control the frame, the vibration rod, and the measurement rod so as to avoid the accessories based on a signal from the obstacle sensor. The automatic compaction device described in.
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